JP2000350405A - レギュレータ付き磁石発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レギュレータ付き磁石発電機の冷却効率を向上
させること。 【解決手段】固定子及び磁石回転子を支持するステータ
フレームに固定されるエンドカバー２０の端部壁２０ｃ
に設けた窪み２０ｇ内にレギュレータ２１を取り付け
る。エンドカバー２０の端部壁２０ｃに多数の通気孔２
０ｆを形成し、磁石回転子に取り付けた冷却ファンによ
り、エンドカバーの通気孔２０ｆからエンドカバー２０
内及び磁石回転子内を経て外部に流出する空気流を生じ
させる。この空気流により発電コイル及びレギュレータ
２１を冷却する。エンドカバー２０の周壁部２０ａの外
表面及び通気孔２０ｆの内面に回転軸の軸線方向に沿う
溝２０ｈ及び２０ｉを形成することによりエンドカバー
２０の放熱面積を増大させて、レギュレータの冷却効率
を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レギュレータを備
えた磁石発電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関により駆動される磁石発電機と
して、図１及び図２に示したものが用いられている。図
１及び図２において、１はステータフレームで、このス
テータフレームは、筒状のボス部１ａと、該ボス部の軸
線方向の一端側に設けられた円板状の基板部１ｂと、該
基板部１ｂの外周部からボス部１ａと同じ側に突出して
ボス部１ａを同心的に取り囲む周壁部１ｃと、周壁部１
ｃの外周部の対称位置から互いに反対方向に突出した１
対の突出部１ｄ，１ｄ´とを一体に有している。突出部
１ｄ，１ｄ´は軸線方向に位置をずらした状態で設けら
れていて、両突出部１ｄ，１ｄ´にそれぞれ取付け孔１
ｅ，１ｅ´が形成されている。

【０００３】ステータフレームのボス部１ａの外周に
は、発電コイル２が巻回された環状の電機子鉄心３が嵌
合されている。電機子鉄心３はネジ４によりステータフ
レーム１に固定され、該電機子鉄心３及び発電コイル２
により固定子５が構成されている。

【０００４】ステータフレーム１のボス部１ａの内側に
は、球軸受６及び７を介して回転軸８が支持され、この
回転軸８に磁石回転子９が取り付けられている。磁石回
転子９は、周壁部１０ａと底壁部１０ｂとを有するほぼ
カップ状の形状を呈するように形成された回転子ヨーク
１０と、回転子ヨーク１０の周壁部１０ａの内周に固定
された永久磁石１１と、回転子ヨークの底壁部１０ｂに
固定された冷却ファン１２とからなっている。回転子ヨ
ーク１０の底壁部１０ｂの中央寄りの部分には、外側に
突出した膨出部１０ｄが形成され、該膨出部１０ｄの頂
部に皿状のプーリ構成体１３が配置されている。膨出部
１０ｄとプーリ構成体１３とにより、図示しない原動機
（この例では内燃機関）の回転を回転子９に伝達するた
めのベルトを掛けるプーリが構成されている。

【０００５】回転軸８は、プーリ構成体１３の中央部及
びヨーク１０の底壁部１０ｂの中央部にそれぞれ設けら
れた孔を貫通した状態で配置されて、該回転軸８の一端
に設けられた六角状の頭部８ａがプーリ構成体１３の底
部に当接されている。また回転軸８には、軸受６の内輪
とヨーク１０の底部との間に介在するリング１５と軸受
６の内輪と軸受７の内輪との間に介在するカラー１６と
が嵌合され、回転軸８の他端に設けられたネジ部８ｂに
六角ナット１４が螺合されている。ナット１４は軸受７
の内輪に対して締め付けられ、該ナット１４の締め付け
により、回転軸８が軸受６，７の内輪に対して締結され
るとともに、磁石回転子９及びプーリ構成体１３が回転
軸８に固定されている。ヨーク１０の周壁部１０ａの底
壁部１０ｂ寄りの部分には、回転子の回転に伴って冷却
ファン１２により吸引された回転子内の空気を排出する
ための排気孔１０ｅが多数形成されている。

【０００６】ステータフレーム１の基板部１ｂの回転子
９と反対側の面には、中空に形成されたエンドカバー２
０が取り付けられている。エンドカバー２０は、横断面
の輪郭形状が円弧状（Ｃ字形）を呈する周壁部２０ａ
と、該周壁部の両端をつなぐように形成された平坦な側
壁部２０ｂと、周壁部２０ａと側壁部２０ｂとにより囲
まれた空所の軸線方向の一端を閉鎖するように設けられ
た端部壁２０ｃとを有するほぼカップ状の形状に形成さ
れていて、周壁部２０ａ及び側壁部２０ｂには空気取り
入れ口２０ｄが多数形成されている。ステータフレーム
１に対向するエンドカバー２０の端部壁２０ｃの外周寄
りの部分には、ほぼ放射状に設けられた多数のリブ２０
ｅ，２０ｅ，…により区画された通気孔２０ｆ，２０
ｆ，…が形成されている。エンドカバー２０の端部壁２
０ｃの中央部には正方形状の輪郭形状を有する窪み２０
ｇが形成され、この窪み２０ｇ内に発電機出力調整用の
レギュレータ２１が取り付けられている。

【０００７】ステータフレーム１の基板部１ｂには多数
の通気孔１ｇが周方向に並べた状態で設けられていて、
一部の通気孔１ｇは外部に直接開口し、他の通気孔１ｇ
はエンドカバー２０内に開口している。

【０００８】レギュレータ２１は、発電機出力を調整す
るためのもので、このレギュレータは例えば、発電コイ
ル２に誘起する電圧を検出する電圧検出回路と、該電圧
検出回路により検出された電圧が設定値を超えた時に導
通して発電コイル２を短絡する短絡用スイッチとを備え
た構成を有する。レギュレータ２１は、発電機出力を調
整する回路を熱伝導率が高い外装ケース内に収容した構
造を有していて、エンドカバー２０に熱的に結合された
状態で窪み２０ｇ内に配置されている。

【０００９】エンドカバー２０の窪み２０ｇは該エンド
カバーの側壁部２０ｂ側に開口するように設けられてい
て、該窪みの開口部の端縁部２０g1がレギュレータ２１
の端部に設けられた溝部２１ａにきつく嵌合され、該溝
部２１ａと端縁部２０g1とのきつい嵌合によりレギュレ
ータ２１がエンドカバー２０に対して固定されている。

【００１０】エンドカバー２０の内側には、該エンドカ
バー２０内を仕切るように仕切り壁２０ｈが形成され、
該仕切り壁を貫通した状態で設けられた孔を通してステ
ータフレーム１の基板部１ｂに設けられたネジ孔にネジ
込まれたネジ２３により、エンドカバー２０がステータ
フレーム１に締結されている。

【００１１】レギュレータ２１と発電コイルとを接続す
るために該レギュレータからリード線２２が導出され、
該リード線はステータプレートに設けられた通気孔１ｇ
を通して発電コイル２の口出線に接続されている。

【００１２】なお２４はレギュレータ２１から導出され
たアース端子で、このアース端子はネジ２５によりエン
ドカバー２０に接続されている。また２６は、レギュレ
ータ２１と外部の回路とを接続するワイヤハーネスを接
続するために該レギュレータの外装に固定されたコネク
タであり、２７はレギュレータ２１を押える押え金具で
ある。

【００１３】上記の発電機は、例えばそのステータフレ
ームに設けられた突出部１ｄ，１ｄ´を内燃機関のケー
ス等に固定することにより機関に取り付けられ、プーリ
構成体１３とヨーク１０とにより構成されるプーリと内
燃機関のクランク軸に取り付けられたプーリとがベルト
により結合される。したがって、内燃機関が回転すると
磁石回転子９が回転し、この回転子の回転により発電コ
イル２に交流電圧が誘起する。発電コイル２が出力する
電圧はレギュレータ２１により設定値を超えないように
制御される。また磁石回転子９が回転すると、冷却ファ
ン１２が回転するため、磁石回転子９内の空気が該冷却
ファン１２により吸引され、図１に矢印Ａ1 〜Ａ4 で示
したように、エンドカバー２０の通気孔２０ｆから流入
してエンドカバー２０内を通った後、ステータフレーム
１の基板部１ｂの通気孔１ｇを通って磁石回転子９の内
側に入り、排気孔１０ｅから外部に排出される冷却風の
流れが生じる。この冷却風の流れにより発電コイル２が
冷却される。またレギュレータ２１が発生する熱はエン
ドカバー２０に伝達されて、該エンドカバー２０の外周
部と外気との間で行われる熱交換、及びエンドカバー２
０の通気孔２９ｆの内面（通気孔２０ｆに臨むリブ２０
ｅの内面）と冷却風との間で行われる熱交換により外部
に放散させられる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような発電機に
おいて、レギュレータの冷却効率を高めるために、冷却
ファン１２として大形のものを用いたり、エンドカバー
２０の外周や端部壁に放熱フィンを取り付けて放熱面積
を増加させたりすることが考えられているが、これらの
方法では、発電機が大形化するのを避けられない。

【００１５】本発明の目的は、発電機を大形化すること
なく、レギュレータの冷却効率を高めることができるよ
うにしたレギュレータ付き磁石発電機を提供することに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ステータフレ
ームに固定された固定子と、ステータフレームに回転自
在に支持された磁石回転子と、磁石回転子と反対側に位
置させた状態でステータフレームに固定された中空のエ
ンドカバーと、エンドカバーに熱的に結合された状態で
取り付けられた発電出力調整用レギュレータとを備えて
いて、エンドカバーの端部壁に多数の通気孔が形成され
ているレギュレータ付き磁石発電機を改良の対象とす
る。

【００１７】本発明においては、エンドカバーの外周面
及び通気孔の内面のそれぞれに凹部を多数形成して、エ
ンドカバーの放熱面積を増加させた。

【００１８】本発明の好ましい態様では、ステータフレ
ームが、筒状のボス部と該ボス部の軸線方向の一端側に
形成された基板部とを有していて、該ステータフレーム
のボス部の外周に取り付けられた電機子鉄心と該電機子
鉄心に巻回された発電コイルとにより固定子が構成され
る。ステータフレームのボス部には軸受を介して回転軸
が支持され、該回転軸に取り付けられたカップ状のヨー
クと、該ヨークの内側に取り付けられた永久磁石及び冷
却ファンとにより磁石回転子が構成される。この場合、
エンドカバーは、磁石回転子と反対側に位置させた状態
でステータフレームの基板部に固定され、該エンドカバ
ーに熱的に結合された状態で発電出力調整用レギュレー
タが取り付けられる。またステータフレームの基板部に
対向するエンドカバーの端部壁にリブにより区画された
多数の通気孔が形成される。

【００１９】このような構成を有するレギュレータ付き
磁石発電機に本発明を適用する場合には、エンドカバー
の外周面及び通気孔に臨むリブの内面のそれぞれに、回
転軸の軸線方向に伸びる溝を多数形成して、エンドカバ
ーの外表面及びリブの内面の放熱面積を増加させる。

【００２０】上記のように、エンドカバーの外表面及び
通気孔の内面に凹部または溝を設けると、エンドカバー
の放熱面積を増加させることができるため、放熱ファン
を大形にしたり、放熱フィンを取り付けたりすることな
く、レギュレータの冷却効率を高めることができる。

【００２１】また上記のように、エンドカバーの通気孔
の内面に凹部または溝を設けることにより放熱面積を増
大させると、通気孔の内面に凸部を形成することにより
放熱面積を増大させる場合に比べて、エンドカバーの使
用材料の節減を図ることができる。

【００２２】更に、エンドカバーの通気孔の内面に回転
軸の軸線方向に沿う溝を形成することにより放熱面積の
増大を図った場合には、溝が冷却風の流れを妨げること
がないため、冷却風の流れを円滑にして冷却効果を高め
ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図３及び図４はそれぞれ、図１及
び図２に示した磁石発電機に本発明を適用する場合のエ
ンドカバー及びレギュレータ部分の構成を示した正面図
及び右側面図である。

【００２４】本発明においては、エンドカバー２０の通
気孔２０ｆの内面（通気孔２０ｆに臨むリブ２０ｅの内
面）に回転軸の軸線方向に沿う溝（凹部）２０ｈが多数
並べて形成され、これらの溝により通気孔２０ｆの内面
の放熱面積が増加させられている。

【００２５】またエンドカバー２０の周壁部２０ａの外
表面の全体に亘って、回転軸の軸線方向に沿う溝（凹
部）２０ｉが多数形成され、これらの溝によりエンドカ
バー２０の周壁部の外表面の放熱面積の増大が図られて
いる。

【００２６】図１及び図２に示した磁石発電機に本発明
を適用した場合の構成は、エンドカバー２０の通気孔２
０ｆ及び周壁部２０ａの外表面に上記のような溝２０ｈ
及び２０ｉが形成される点を除き、図１及び図２に示し
た例と同様である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、エンド
カバーの外表面及び通気孔の内面に凹部または溝を設け
ることによりエンドカバーの放熱面積を増加させたの
で、放熱ファンを大形にしたり、放熱フィンを取り付け
たりすることなく、レギュレータの冷却効率を高めるこ
とができる利点がある。

【００２８】また本発明によれば、エンドカバーの通気
孔の内面に凹部または溝を設けることにより放熱面積を
増大させたので、通気孔の内面に凸部を形成することに
より放熱面積を増大させる場合に比べて、エンドカバー
の使用材料の節減を図ることができる。

【００２９】更に本発明において、エンドカバーの通気
孔の内面に回転軸の軸線方向に沿う溝を形成することに
より放熱面積の増大を図った場合には、溝が冷却風の流
れを妨げることがないため、冷却風の流れを円滑にして
冷却効果を高めることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のレギュレータ付き磁石発電機の構成を示
した断面図である。

【図２】図１の磁石発電機の正面図である。

【図３】図１及び図２に示した磁石発電機に本発明を適
用する場合に用いるエンドカバーの構成例を示した正面
図である。

【図４】図３の右側面図である。

【符号の説明】

１…ステータフレーム、２…発電コイル、３…電機子鉄
心、５…固定子、８…回転軸、９…磁石回転子、１０…
回転子ヨーク、１１…永久磁石、１２…冷却ファン、２
０…エンドカバー、２０ａ…周壁部、２０ｂ…側壁部、
２０ｃ…端部壁、２０ｅ…リブ、２０ｆ…通気孔、２１
…レギュレータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H605 AA01 BB03 BB19 CC01 CC02 CC04 CC05 CC06 CC08 DD03 DD07 DD11 EB10 EC01 EC20 GG06 5H609 BB13 PP01 PP05 PP06 PP07 PP08 PP09 PP10 PP11 QQ02 QQ12 QQ13 QQ14 RR02 RR27 RR35 RR36 RR42 RR43 RR70

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータフレームに固定された固定子
   と、前記ステータフレームに回転自在に支持された磁石
   回転子と、前記磁石回転子と反対側に位置させた状態で
   前記ステータフレームに固定された中空のエンドカバー
   と、前記エンドカバーに熱的に結合された状態で取り付
   けられた発電出力調整用レギュレータとを備え、前記エ
   ンドカバーの端部壁に多数の通気孔が形成されているレ
   ギュレータ付き磁石発電機において、 前記エンドカバーの外周面及び前記通気孔の内面のそれ
   ぞれに凹部が多数形成されて、前記エンドカバーの放熱
   面積が増加させられていることを特徴とするレギュレー
   タ付き磁石発電機。
2. 【請求項２】 筒状のボス部と該ボス部の軸線方向の一
   端側に形成された基板部とを有するステータフレーム
   と、前記ステータフレームのボス部の外周に取り付けら
   れた電機子鉄心と該電機子鉄心に巻回された発電コイル
   とを有する固定子と、前記ステータフレームのボス部に
   軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、前記回転
   軸に取り付けられたカップ状のヨークの内側に永久磁石
   と冷却ファンとを取り付けてなる磁石回転子と、前記磁
   石回転子と反対側に位置させた状態で前記ステータフレ
   ームの基板部に固定されたエンドカバーと、前記エンド
   カバーに熱的に結合された状態で取り付けられた発電出
   力調整用レギュレータと備え、前記ステータフレームの
   基板部に対向する前記エンドカバーの端部壁にリブによ
   り区画された多数の通気孔が形成されているレギュレー
   タ付き磁石発電機において、 前記エンドカバーの外周面及び前記通気孔に臨むリブの
   内面のそれぞれに、前記回転軸の軸線方向に伸びる溝が
   多数形成されて、前記エンドカバーの外表面及び前記リ
   ブの内面の放熱面積が増加させられていることを特徴と
   するレギュレータ付き磁石発電機。